Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, przy użyciu technologii światłoczułych elastomerów, zademonstrowali mikrorobota naśladującego ruch ślimaka. 10-milimetrowej długości robot, napędzany i sterowany przy pomocy modulowanej wiązki lasera, potrafi poruszać się po płaskim podłożu, wspinać po pionowej ścianie i pełzać po szklanym suficie.

W przyrodzie organizmy różnej wielkości – od mikroskopijnych nicieni, przez dżdżownice, po mięczaki – poruszają się w rozmaitych środowiskach dzięki przemieszczającym się deformacjom miękkiego ciała. W szczególności ślimaki używają śluzu – śliskiej, wodnistej wydzieliny – by poprawić kontakt między miękką nogą a podłożem. Taki sposób poruszania się ma kilka unikalnych cech: działa na różnych podłożach: drewnie, szkle, teflonie czy piasku i w różnych konfiguracjach, włączając w to pełzanie po suficie. W robotyce, prosty mechanizm pojedynczej nogi mógłby zapewnić odporność na warunki zewnętrzne i zużycie elementów oraz duży margines bezpieczeństwa dzięki ciągłemu kontaktowi z podłożem. Do tej pory zademonstrowano jedynie nieliczne roboty naśladujące pełzanie ślimaków w skali centymetrów, z napędem elektro-mechanicznym.

Ciekłokrystaliczne elastomery (LCE) to inteligentne materiały, które mogą szybko, w odwracalny sposób zmieniać kształt, na przykład po oświetleniu. Dzięki odpowiedniemu uporządkowaniu (orientacji) cząsteczek elastomeru można programować deformację takiego elementu. Umożliwia to zdalne zasilanie i sterowanie mechanizmów wykonawczych i robotów przy pomocy światła.

Wykorzystując technologię światłoczułych elastomerów badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z Wydziałem Matematyki Uniwersytetu w Suzhou w Chinach zbudowali pierwszego na świecie robota, który porusza się naśladując pełzanie ślimaka w naturalnej skali. Ruch robota generowany jest przez poruszające się deformacje miękkiego ciała, wywołane wiązką lasera i ich oddziaływanie z podłożem przez warstwę sztucznego śluzu. Oświetlany wiązką lasera 10-milimetrowy robot może wspinać się na pionową ścianę i pełzać po szklanym suficie z prędkością kilku milimetrów na minutę, wciąż około 50 razy wolniej niż ślimaki porównywalnej wielkości.

 Mimo niewielkiej prędkości, konieczności ciągłego uzupełniania warstwy śluzu i niskiej sprawności energetycznej, nasz robot umożliwia nowe spojrzenie na mikro-mechanikę inteligentnych materiałów oraz badania nad poruszaniem się ślimaków i podobnych zwierząt – mówi Piotr Wasylczyk z Pracowni Nanostruktur Fotonicznych, który kierował projektem. W naszych badaniach biorą udział studenci już od pierwszych lat studiów na Wydziale Fizyki. Pierwszym autorem publikacji o robocie-ślimaku w Macromolecular Rapid Communications jest Mikołaj Rogóż, laureat Diamentowego Grantu, który właśnie kończy pracę magisterską na temat ciekłokrystalicznych elastomerów i zaczyna doktorat w naszej grupie.

Badacze, którzy wcześniej zademonstrowali napędzanego światłem robota-gąsienicę naturalnej wielkości, wierzą, że nowe inteligentne materiały w połączeniu z nowatorskimi metodami wytwarzania miniaturowych elementów, pozwolą im konstruować kolejne mikro-roboty i napędy – obecnie pracują nad miniaturowym silnikiem i mikro-pęsetą sterowaną światłem.

Badania nad miękkimi mikro-robotami i polimerowymi mechanizmami wykonawczymi finansowane są przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu „Mechanizmy wykonawcze w mikro-skali na bazie foto-responsywnych polimerów” oraz przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach "Diamentowego Grantu" przyznanego M. Rogóżowi.

Fizyka i astronomia na Uniwersytecie Warszawskim pojawiły się w 1816 roku w ramach ówczesnego Wydziału Filozofii. W roku 1825 powstało Obserwatorium Astronomiczne. Obecnie w skład Wydziału Fizyki UW wchodzą Instytuty: Fizyki Doświadczalnej, Fizyki Teoretycznej, Geofizyki, Katedra Metod Matematycznych oraz Obserwatorium Astronomiczne. Badania pokrywają niemal wszystkie dziedziny współczesnej fizyki, w skalach od kwantowej do kosmologicznej. Kadra naukowo-dydaktyczna Wydziału składa się z ponad 200 nauczycieli akademickich, wśród których jest 77 pracowników z tytułem profesora. Na Wydziale Fizyki UW studiuje ok. 1000 studentów i ponad 170 doktorantów.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      We wrześniu firma Boston Dynamics ujawniła, że produkowany przez nią robot-pies Spot jest testowany podczas wykonywania takich zadań jak monitorowanie budów, sprawdzanie infrastruktury gazowej, energetycznej i paliwowej oraz w zadaniach związanych z bezpieczeństwem publicznym. Teraz dowiadujemy się, że Spot był przez 90 dni testowany przez jednostkę saperską Massachusetts State Police (MSP).
      American Civil Liberties Union (ACLU) zwrócila się o szczegółowe informacje na temat reklamowanego przez MSP na Facebooku wydarzenia pod tytułem „Robotyka w organach ścigania”. Dzięki temu dowiedzieliśmy się, że stanowa policja wypożyczyła Spota na 3 miesiące.
      Jak wyjaśnia rzecznik prasowy MSP, Spot był używany w roli zdalnego mobilnego urządzenia obserwacyjnego, które dostarczało policji obraz miejsc niebezpiecznych, gdzie mogły znajdować się np. materiały wybuchowe czy uzbrojeni przestępcy. Roboty to wartościowe narzędzia, gdyż mogą dostarczyć informacji o potencjalnie niebezpiecznych miejscach, stwierdził David Procopio.
      Spot wyposażony jest w kamerę rejestrującą obraz w promieniu 360 stopni i radzi sobie w nieprzyjaznym terenie. Może też przenosić ładunki o wadze do 14 kilogramów.
      We wrześniu Boston Dynamics rozpoczęła sprzedaż Spota wraz z SDK, dzięki czemu klienci mogą rozwijać własne aplikacje oraz lepiej kontrolować robota.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Melson – konstrukcja Koła Naukowego Robotyków KNR działającego przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej z sukcesami zakończył swój udział w zawodach International Robotic Competition RoboChallenge 2019 w Rumunii (1-3 listopada 2019). Robot zajął pierwsze miejsce w kategorii Humanoid Robot, drugie miejsce w kategorii Humanoid Sumo oraz został wyróżniony w kategorii Freestyle Showcase.
      Konkurencja Humanoid Robot składała się z dwóch części. Roboty musiały wejść na schody składające się z trzech stopni oraz przejść tor z postawionymi na nim przeszkodami. Melson bez problemu wykonał pierwszą część zadania. W drugiej także poradził sobie świetnie – bezbłędnie omijał przeszkody na swoim torze, utrzymując przy tym poprawny toru ruchu. Zwycięstwo w tej kategorii smakuje wyjątkowo, bo robot naszych studentów jako jedyny był skonstruowany i oprogramowany przez samych zawodników – uczestników zawodów.
      W konkurencji Humanoid Sumo dwa roboty umieszczane są na dużym ringu (dohyo). Ich zadaniem jest przewrócenie przeciwnika. Roboty są w pełni autonomiczne i lokalizują przeciwnika na podstawie odczytów z czujników. Za przewrócenie rywala robot otrzymuje punkt, a w gdy ten nie wstanie przez 10 sekund, następuje knock-out. Roboty głównie wyprowadzały ciosy, padając do przodu swoim „ciałem”, licząc, że to wywróci przeciwnika – opowiada Kornelia Łukojć. Jedynie Melson walczył, stosując typowe ruchy bokserskie, które przewracały rywali. Ostatecznie nasz robot zajął drugie miejsce, ale finał był najbardziej emocjonującą walką w tej konkurencji.
      Kategoria Freestyle Showcase to rywalizacja, w której liczy się pomysłowość i innowacyjność. Ocenie podlegają prezentacja i dokumentacja projektu. Wyróżnienie dla Melsona w tej konkurencji to kolejne potwierdzenie inżynierskich umiejętności jego twórców.
      Zawody RoboChallenge to największe zawody robotów organizowane w Europie i jedne z największych na świecie. W tegorocznej edycji wzięły udział 158 zespoły z 17 krajów, w tym 615 uczestników i 533 roboty startujące w 14 konkurencjach.
      Zespół Melsona: Maksymilian Szumowski (twórca), Kacper Mikołajczyk (koordynator), Bartosz Bok, Dominik Górczynski, Kornelia Łukojć, Jerzy Piwkowski, Przemysław Płoński, Patryk Saffer, Jakub Soboń, Larysa Zaremba, Paweł Żakieta, Karol Niemczycki

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      ROBOpilot Unmanned Aircraft Conversion System pomyślnie zdał egzamin przed Federalną Administracją Lotniczą (FAA), otrzymał zgodę na pilotowanie lekkich samolotów i zaczął samodzielnie latać. Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, ROBOpilot nie jest tradycyjnym autopilotem. To urządzenie, które steruje samolotem tak, jak człowiek. Robot za pomocą ramienia manipuluje wolantem, naciska pedały i korzystając z systemu wizyjnego odczytuje dane ze wskaźników.
      System autorstwa firmy DZYNE Technologies ma z zadanie pomóc w rozwoju autonomicznych samolotów. Ma być znacznie tańszą alternatywą dla obecnie stosowanych metod. Zamiana myśliwca F-16 w samolot autonomiczny kosztowała około 1 miliona dolarów. Tymczasem technologia opracowywana przez DZYNE ma pozwolić na zainstalowaniu ROBOpilota w dowolnym samolocie, a gdy nie będzie on potrzebny, można go usunąć i samolot nadaje się do pilotowania przez człowieka.
      Wcześniejsze rozwiązania podobne do ROBOpilota to południowokoreański Pibot oraz ALIAS opracowany przez Pentagon. Jednak żaden z nich nie był w stanie samodzielnie prowadzić pełnowymiarowego samolotu.
      ROBOpilot potrafi wystartować, prowadzić samolot w czasie lotu i wylądować. To imponujące osiągnięcie w dziedzinie robotyki, mówi Louise Dennis z University of Liverpool. W przeciwieństwie do autopilota, który ma bezpośredni dostęp do czujników i systemu sterowania, ten robot jest umieszczany na miejscu pilota i musi prowadzić fizyczną interakcję z urządzeniami sterującymi oraz odczytywać wskaźniki.
      Twórcy ROBOpilota mówią, że może się on przydać do sterowania samolotami transportowymi, maszynami mającymi wlatywać w niebezpieczne środowisko oraz samolotami wykonującymi misje zwiadowcze i szpiegowskie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opublikowano tegoroczną Listę szanghajską, czyli ranking 1000 najlepszych światowych uczelni wyższych. Pierwszą dziesiątkę ponownie zdominowały uczelnie ze Stanów Zjednoczonych.
      Najlepszym uniwersytetem na świecie jest, po raz 17., Uniwersytet Harvarda. Za nim uplasował się Stanford University, a na trzecim miejscu znajdziemy brytyjski University of Cambridge. Pozostałe pozycje w pierwszej dziesiątce zajęły Massachusetts Institute of Technology (USA), Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley (USA), Princeton University (USA), Uniwersytet Oksfordzki (Wielka Brytania), Columbia University (USA), California Institute of Technology (USA) oraz University of Chicago (USA).
      Najlepszą uczelnią w Europie kontynentalnej pozostaje Szwajcarski Federalny Instytut Technologiczny w Zurichu, który w bieżącym roku uplasował się na pozycji 19. Drugą najlepszą uczelnią w Europie kontynentalnej jest Uniwersytet w Kopenhadze (26. pozycja). Najlepsze uczelnie Azji to Uniwersytet Tokijski (25. miejsce) i Uniwersytet w Kioto (pozycja 32.). Najlepszą chińską uczelnią jest Uniwersytet Tsinghua sklasyfikowany na 43. miejscu. Wśród 50 najlepszych uczelni na świecie znajdziemy 31 szkół wyższych z USA, 6 uczelni z Wielkiej Brytanii, po 2 z Kanady, Japonii i Francji oraz po 1 z Danii, Szwajcarii, Szwecji, Australii, Chin, Niemiec i Holandii.
      Wśród 100 najlepszych uczelni po raz pierwszy pojawiły się Uniwersytet Shenzen (82. miejsce) oraz Uniwersytet Nowej Południowej Walii (pozycja 94.).
      Na liście 1000 uczelni znalazły się też polskie szkoły wyższe. Najlepszą z nich jest Uniwersytet Jagielloński sklasyfikowany w 4. setce, pomiędzy miejscami 301–400. Taka klasyfikacja wynika z faktu, że tylko pierwszych 100 miejsc jest dokładnie wymienionych. Później uczelnie są grupowane po 50 lub 100. Za drugą z najlepszych polskich uczelni został uznany Uniwersytet Warszawski, który trafił do 5. setki. W porównaniu z rokiem ubiegłym obie uczelnie zamieniły się miejscami. W 2018 roku to Uniwersytet Warszawski był w 4., a Jagielloński w 5. setce.
      Możemy też przyjrzeć się bliżej ocenom cząstkowym uczelni, by lepiej zrozumieć, dlaczego Uniwersytet Jagielloński w bieżącym roku awansował, a Uniwersytet Warszawski spadł w klasyfikacji.
      Jednym z elementów branych pod uwagę jest jakość nauczania rozumiana jako liczba absolwentów, którzy zdobyli Nagrodę Nobla lub Medal Fieldsa. Różne wagi są przykładane w zależności od okresu, w którym laureat nagrody otrzymał dyplom uczelni. Najbardziej punktowani byli ci laureaci nagród, którzy dyplom danej uczelni otrzymali po roku 2011. Im dawniej otrzymany dyplom, tym mniejsza liczba punktów za noblistę czy laureata Medalu Fieldsa. Jako, że w ostatnim czasie żaden z absolwentów UW czy UJ nie otrzymał żadnej z nagród, obu polskim uczelniom ujęto nieco punktów w porównaniu z rokiem ubiegłym i tak liczba punktów przyznanych UW spadła z 15,2 do 13,7, a UJ zmniejszono punktację z 10,2 do 9,7.
      Kolejny element to jakość kadry naukowej również mierzona liczbą wykładowców posiadających Nagrodę Nobla lub Medal Fieldsa. W wyliczeniu punktacji ważne było, kiedy nagrodę przyznano. Im dawniej, tym mniej punktów. Tutaj obie nasze czołowe uczelnie otrzymały, podobnie jak w roku ubiegłym, po 0 punktów. Drugim z kryteriów pomiaru jakości kadry naukowej była liczba często cytowanych badaczy w minionym roku według Clarivate Analytics. Pod uwagę brano tylko głównych autorów badań. W ubiegłym roku UW otrzymał tutaj 9,6 punktu, w tym roku przyznano mu 0 punktów. UJ miał w ubiegłym roku w tej kategorii 0 punktów, w bieżącym zdobył 7,3 punktu.
      Punkty przyznawano też za artykuły opublikowane w Science oraz Nature w latach 2014–2018. Tutaj obie uczelnie poprawiły nieco swój wynik. Uniwersytet Warszawski zwiększył punktację z 11,5 do 11,6, a Uniwersytet Jagielloński z 5,4 do 6,2.
      Pod uwagę wzięto również artykuły ujęte w Science Citation Index-Expanded oraz Social Science Citation Index.  Również i tutaj widzimy zwiększenie stanu posiadania. Punktacja UW wzrosła z 32,6 do 33,8, a UJ z 37,9 do 38,8.
      Ostatnie kryterium to wydajność instytucji naukowej w przeliczeniu na ekwiwalent naukowca zatrudnionego na pełen etat. Ten wskaźnik spadł w przypadku UW z 18,3 do 17,9 punktu, a w przypadku UJ wzrósł z 19 do 19,6 punktu.
      Jeśli zaś chodzi o pozostałe polskie uczelnie, to Akademia Górniczo-Hutnicza znalazła się w 7. setce (utrzymała pozycję z roku ubiegłego), a Uniwersytet Adama Mickiewicza i Uniwersytet Medyczny w Warszawie zakwalifikowano pomiędzy miejscami 701 a 800. Obie uczelnie utrzymały pozycję. Setka 9. to Politechnika Warszawska (spadek z 8. setki w roku ubiegłym), a pomiędzy miejscem 901. a 1000. znajdziemy też Śląski Uniwersytet Medyczny (spadek z 9. setki), Uniwersytet Mikołaja Kopernika (utrzymał pozycję) i Politechnikę Wrocławską (utrzymała pozycję). Z zestawienia w bieżącym roku całkowicie wypadły Politechnika Łódzka, Uniwersytet Łódzki i Uniwersytet Wrocławski.
      Polskie szkolnictwo wyższe nadal ma się, delikatnie mówiąc, nie najlepiej. Naszą dumę, Uniwersytet Jagielloński, wyprzedziły uczelnie z USA, Wielkiej Brytanii, Szwajcarii, Kanady, Japonii, Danii, Francji, Szwecji, Australii, Chin, Niemiec, Holandii, Norwegii, Finlandii, Singapuru, Belgii, Izraela, Rosji, Arabii Saudyjskiej, Korei Południowej, Brazylii, Tajwanu, Włoch, Irlandii, Hiszpanii, Portugalii, Austrii, Czech, Meksyku, Argentyny i RPA. W rankingu krajów Polskę wyprzedza też Iran, którego najlepsza uczelnia została sklasyfikowana na równi z UJ, ale na liście znajdziemy 13 uczelni z tego kraju.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już wkrótce roboty i protezy mogą zyskać zmysł dotyku podobny do ludzkiego lub nawet od niego doskonalszy. Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES) to sztuczny system nerwowy opracowany na National University of Singapore.
      Nowa elektroniczna skóra charakteryzuje się wysoką czułością,szybkością reakcji i odpornością na uszkodzenia, może być łączona z dowolnymi czujnikami. Jej twórcy to profesor Benjamin Tee i jego zespół z Wydziału Inżynierii i Nauk Materiałowych.
      Ludzie wykorzystują zmysł dotyku do zrealizowania niemal każdej czynności, od podniesienia filiżanki kawy po wymianę uścisków dłoni. Bez niego tracimy równowagę podczas chodzenia. Podobnie jest z robotami, które potrzebują zmysłu dotyku, by lepiej wchodzić z interakcje z ludźmi. Jednak współczesne roboty wciąż nie czują zbyt dobrze obiektów, mówi profesor Tee, który od  opnad dekaty pracuje nad elektroniczną skórą.
      System ACES wykrywa sygnały podobnie, jak ludzki układ nerwowy, jednak – w przeciwieństwie do niego – są one przesyłane za pomocą pojedynczego przewodu. To zupełnie inne podejście niż w istniejących elektronicznych skórach, która korzystają ze złożonego systemu przewodów, co powoduje, że całość jest podatna na uszkodzenia i trudna w skalowaniu.
      ACES wykrywa dotknięcie nawet 1000-krotnie szybciej niż ludzki układ nerwowy. Jest w stanie odróżnić fizyczny kontakt z poszczególnymi czujnikami w czasie krótszym niż 60 nanosekund. Nawet gdy impuls został odebrany jednocześnie przez wiele czujników. To szybciej, niż jakikolwiek wcześniej stworzony system.
      W ciągu zaledwie 10 milisekund – a więc 10-krotnie szybciej niż mrugnięcie okiem – ACES jest w stanie określić kształt, teksturę i twardość dotykanego obiektu.
      Platforma ACES pozwala też na stworzenie wytrzymałej elektronicznej skóry. To niezwykle ważna cecha dla urządzenia, które ma często wchodzić w kontakt fizyczny z otoczeniem.
      Olbrzymimi zaletami ACES są prostota okablowania całego systemu oraz szybka reakcja na impuls, nawet w przypadku wykorzystywania wielu czujników. To znakomicie ułatwia skalowanie ACES i wykorzystanie jej w wielu różnych zastosowaniach. Skalowalność to podstawowa cecha, gdyż potrzebujemy dużych wydajnych połaci elektronicznej skóry, którą możemy pokryć robota czy protezę, wyjaśnia profesor Tee. ACES można łatwo łączyć z dowolnymi czujnikami, np. rejestrującymi temperaturę, dotyk czy wilgotność, dodaje uczony.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...